(57)【要約】  本発明は、表裏両面に光学機能素子が形成された第１の光学機能素子シートと、少なくとも一方の面に光学機能素子が形成された第２の光学機能素子シートとを積層することにより、３面以上の積層光学機能素子が形成された積層光学機能素子シートの連続形成方法及び形成装置を提供する。  本発明の積層光学機能素子シートの連続形成方法は、第１ベースフィルムの表裏両面に光学機能素子を成型、成形又は印刷する第１光学機能素子シート形成工程と、第２ベースフィルムの少なくとも一方の面に光学機能素子を成型、成形又は印刷する第２光学機能素子シート形成工程と、第１光学機能素子シート形成工程と第２光学機能素子シート形成工程とを同時進行させ、形成された第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートとを積層し接着する積層接着工程とにより、積層光学機能素子シートを形成する。
2011090186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ベースフィルムの一方面に第１ロール型を用いて光学機能素子を成型、成形もしくは印刷し、他方面に第２ロール型を用いて光学機能素子を成型、成形もしくは印刷する第１光学機能素子シート形成工程と、
第２ベースフィルムの少なくとも一方の面に第３ロール型を用いて光学機能素子を成型、成形もしくは印刷する第２光学機能素子シート形成工程と、
前記第１光学機能素子シート形成工程と前記第２光学機能素子シート形成工程とを同時進行させ、形成された第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートとを積層し接着する積層接着工程と、により積層光学機能素子シートを形成することを特徴とする積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項２】
前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、前記光学機能素子の外周に形成された嵌合部であり、前記嵌合部は前記光学機能素子の形成時に一体で形成されることを特徴とする請求項１に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項３】
前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、環状の突起で形成された嵌合部であり、前記嵌合部は一方の内形と他方の外形で嵌合することを特徴とする請求項１に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項４】
前記第１ベースフィルムの一方面、または他方面、もしくは第２ベースフィルムの少なくとも一方の面への光学機能素子の形成が、紫外線硬化型樹脂をロール型に供給し、該樹脂を紫外線で硬化させることにより行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項５】
前記第１ベースフィルムの一方面、または他方面、もしくは第２ベースフィルムの少なくとも一方の面への光学機能素子の形成が、熱硬化型樹脂をロール型に供給し、該樹脂を加熱によって硬化させることにより行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項６】
前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートの接着は、形成した光学機能素子を半硬化状態として積層し、その後硬化を完了させることを特徴とする請求項４または５に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項７】
光学機能素子の成形に用いる紫外線硬化樹脂として光重合開始剤と熱重合開始剤とを配合したものを用い、紫外線照射により半硬化させ、積層接着時に加熱により硬化を完了させて接着することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項８】
光学機能素子の成形に用いる紫外線硬化樹脂として遅延硬化性の紫外線硬化樹脂を用いることを特徴とする請求項４に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項９】
前記第１ロール型と前記第３ロール型とが位置検出用マークを形成する型部を有し、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークを検出して、前記第１ベースフィルムの一方面と他方面に形成された光学機能素子の位置合わせを行うとともに、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークと前記第３ロール型で形成された位置検出用マーク位置検出用マークとを検出することにより前記第１ベースフィルム上に形成された光学機能素子と前記第２ベースフィルム上に形成された光学機能素子との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。
【請求項１０】
第１ベースフィルム供給部と、
複数の光学機能素子の型を有する第１ロール型を用い、前記第１ベースフィルム供給部から供給される第１ベースフィルムの一方面に複数の光学機能素子を成型、成形もしくは印刷する第１光学機能素子形成部と、
複数の光学機能素子の型を有する第２ロール型を用い、前記第１ベースフィルム供給部から供給される第１ベースフィルムの他方面に複数の光学機能素子を成型、成形もしくは印刷して第１光学機能素子シートを形成する第２光学機能素子形成部と、
第２ベースフィルム供給部と、
複数の光学機能素子の型を有する第３ロール型を用い、前記第２ベースフィルム供給部から供給される第２ベースフィルムの一方面に複数の光学機能素子を成型、成形もしくは印刷して第２光学機能素子シートを形成する第３光学機能素子形成部と、
前記第１光学機能素子形成部と前記第２光学機能素子形成部とで表裏両面に光学機能素子を形成された前記第１光学機能素子シートと、前記第３光学機能素子形成部で光学機能素子を形成された第２光学機能素子シートとを積層接着させて積層光学機能素子シートを形成する積層接着部と、を有することを特徴とする積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１１】
前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、前記光学機能素子の外周に形成された嵌合部であり、前記嵌合部は前記光学機能素子と一体で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１２】
前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、環状の突起で形成された嵌合部であり、前記嵌合部は一方の内形と他方の外形で嵌合させていることを特徴とする請求項１０に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１３】
前記第１光学機能素子形成部、前記第２光学機能素子形成部または前記第３光学機能素子形成部が、紫外線硬化型樹脂を前記第１ロール型、前記第２ロール型または前記第３ロール型に供給し、該樹脂を紫外線で硬化させることにより行われることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１４】
前記第１ベースフィルムの一方面、または他方面、もしくは第２ベースフィルムの少なくとも一方の面への光学機能素子の形成が、熱硬化型樹脂をロール型に供給し、該樹脂を加熱によって硬化させることにより行われることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１５】
前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートの接着は、形成した光学機能素子を半硬化状態として積層し、その後硬化を完了させることを特徴とする請求項１３または１４に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１６】
前記第１ロール型と前記第３ロール型とが位置検出用マークを形成する型部を有し、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークを検出して、前記第１ベースフィルムの一方面と他方面に形成された光学機能素子の位置合わせを行うとともに、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークと前記第３ロール型で形成された位置検出用マークとを検出することにより前記第１ベースフィルム上に形成された光学機能素子と前記第２ベースフィルム上に形成された光学機能素子との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【請求項１７】
前記第１ロール型、前記第２ロール型及び前記第３ロール型のうち、少なくとも１つは、転写面が紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂で母材となる円筒状のロール表面に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースフィルムの表裏両面又は一方の面に複数の光学機能素子を順次連続して形成した複数枚の光学機能素子シートを積層して積層光学機能素子シートを形成する連続形成方法及び積層光学機能素子シート形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明における光学機能素子とは、光学素子などの光学部材、ＬＥＤなどの発光素子に付随して用いられる光学機能を有する光学部材のことである。これら光学部材としては、例えば、レンズ、プリズム、ミラー素子、回折素子、回折ミラー、グリズム、フレネルレンズ、レンチキュラーシート、レンズシート、マイクロレンズアレイなどの光学素子及び、光学素子や発光素子の光学機能を補助する絞りや実装時のスペーサーや嵌合用の突起や遮光用の黒インクなどの補助部材をも含むものである。本発明はこれらの光学機能素子をベースフィルムに複数形成し積層するものであり、形成物を光学機能素子シートという。【０００３】
ベースフィルムの両面に形成する光学機能素子は、同じ種類の光学機能素子でなくともよく、例えば、一方の面にレンズを形成し、他方の面に絞りを形成するなどとしても良い。また、レンズなどのように、個別に切り離されて使用される光学機能素子の場合、積層の際に、密着する側の光学機能素子作成面には位置決め用嵌合部が互いに形成され、積層される光学素子の光軸を合わせるようにする。さらに、積層される光学機能素子シートの少なくとも一方は表面と裏面とに光学機能素子が形成されるが、もう一方の光学機能素子シートは片面のみに光学機能素子を形成するようにしても良い。【０００４】
レンズなどの光学機能素子は積層光学機能素子シート上にマトリックス状に形成され、完成後切り離されて個別の光学機能素子として使用される。一方、レンチキュラーシートなどは光学機能素子シート上では個別に分かれていないが、完成後所定の大きさに切断されて使用されるので、このようなものも複数の光学機能素子を形成するものとして本発明に含めている。【０００５】
本発明はこのような光学機能素子をベースフィルムの両面又は一方の面に順次複数形成し積層するのであるが、ここで、光学機能素子の形成方法としては、「成型」、「成形」、「印刷」を含むものとし、これらを総称して「形成」という。「成型」とは、固体状の被成型物を加熱や加圧によって軟化させ、型の転写面に密着させて形状を転写するプロセスをいい、「成形」とは、液体状の被成形物を型内に流し込み、加熱やＵＶ光照射などで硬化させて形状を転写するプロセスをいう。また、「印刷」とは、ロール状の版型に被印刷材料（インク）を付着させ、この被印刷材料をベースフィルムに転写するプロセスをいう。【０００６】
このような光学機能素子シート形成方法は、大量の光学機能素子を連続的に形成できるので、近年、携帯電話やデジタルカメラのフラッシュ等の補助光用レンズやＬＥＤ照明の拡散レンズ、あるいは液晶表示装置のバックライト用レンズシートなど各種光学機能素子の形成に用いられるようになってきた。【０００７】
光学機能素子シートの形成方法として、特許文献１は、エネルギー線硬化樹脂をロール型で型転写することによりレンズシート、特にはプリズムシート、レンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシートをベースフィルムの片面に連続的に形成する方法を開示し、特に硬化前と硬化時の温度管理によりレンズシートの反りを解消する形成方法を提案している。【０００８】
特許文献２は、ベースフィルムの一方の面に紫外線硬化型樹脂を塗布し、これをレンチキュラーレンズアレイ形成用ロール型と加圧ロールとの間に導入して加圧し、紫外線照射により硬化させてレンチキュラーレンズアレイを形成し、その後、ベースフィルムの他方の面に第２の紫外線硬化型樹脂を塗布し、これを凸状部形成用ロール型と加圧ロールとの間に導入して加圧し、紫外線照射により硬化させて凸状部を形成し、該凸状部頂面に遮光性インキを塗布することにより透過型リアスクリーンを形成する方法を開示している。【０００９】
また、特許文献２は、レンチキュラーレンズアレイ形成用ロール型の余白部にアライメントマーク成形型部を設けてレンチキュラーレンズアレイの成形と同時にアライメントマークを形成しておき、一方、凸状部形成用ロール型にも同様のアライメントマークを形成して、この凸状部形成用ロール型のマークと樹脂層に形成されたアライメントマークとを整合させてシートの両面に形成される光学素子の位置合わせを行う技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２９２０６０号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の技術は、ベースフィルムの片面に光学機能素子を形成するものであり、特許文献２はベースフィルムの両面に光学機能素子を形成している。しかしながらいずれも、２枚のベースフィルムを用いて３面以上の積層光学機能素子を、ほぼ同時に形成することはできない。【００１２】
本発明は、第１ベースフィルムの表面に光学機能素子を形成し、続いて裏面に光学機能素子を形成して第１光学機能素子シートを形成し、一方、第２ベースフィルムの少なくとも一方の面に光学機能素子を形成して第２光学機能素子シートを形成する。そして、第１と第２の光学機能素子シートを積層して積層光学機能素子シートを作成するものであり、この積層光学機能素子シートの連続形成方法、およびその積層光学機能素子シート形成装置を提供することを目的とする。【００１３】
また、ベースフィルムの表裏に光学機能素子を形成する際にも、光学機能素子シートを積層する際にも、切り出された光学機能素子がレンズなど単体で光学性能を発揮する場合は、それぞれの光学機能素子同士の位置合わせ技術が重要になる。【００１４】
特許文献２の位置合わせ技術は、具体的には説明されていないので、定かではないが、凸状部形成用ロール型のアライメントマークと樹脂層に形成されたアライメントマークとが一致するように凸状部形成用ロール型の回転位相を調整するものと思われ、この調整は形成初期段階で行われると考えられる。【００１５】
しかしながら、ベースフィルムの一方面への光学機能素子形成に続いて他方面への光学機能素子形成を行うとき、これら両工程の間でベースフィルムに温度変化があると、長さ方向の膨縮を生じ、他方面の光学機能素子形成時に縦ズレが生じる。ベースフィルムへの光学機能素子形成は、ベースフィルムを連続搬送して行うので、ベースフィルムの長さ変化は累積し、放置すると非常に大きな値となってしまう。【００１６】
例えば、シート材料が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合、線膨張係数が７０ｐｐｍ／℃程度であるが、一方面と他方面との転写形成の間で温度が１℃変化すると、１ｍあたり７０μｍという長さ変化となる。さらにこの状態で１００ｍ送った時点では累積して７ｍｍの長さ変化となって、一方面と他方面の光学機能素子はズレが大きく使用できないものとなる。【００１７】
シート材料が厚さ１００μｍ程度の無アルカリガラスの場合、線膨張係数が３ｐｐｍ／℃程度と小さいにもかかわらず、同様の条件で１００ｍ送ったときの縦ズレ量は３００μｍとなり、表裏の偏心量として許容できる値ではない。【００１８】
本発明は、さらに、表裏および積層の光学機能素子を形成するに際して、形成される光学機能素子のズレを確実に補正して偏心の無い光学機能素子を形成できる積層光学機能素子シートの連続形成方法、およびその積層光学機能素子シート形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的は、以下の方法、および装置によって達成される。【００２０】
１．第１ベースフィルムの一方面に第１ロール型を用いて光学機能素子を成型、成形もしくは印刷し、他方面に第２ロール型を用いて光学機能素子を成型、成形もしくは印刷する第１光学機能素子シート形成工程と、
第２ベースフィルムの少なくとも一方の面に第３ロール型を用いて光学機能素子を成型、成形もしくは印刷する第２光学機能素子シート形成工程と、
前記第１光学機能素子シート形成工程と前記第２光学機能素子シート形成工程とを同時進行させ、形成された第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートとを積層し接着する積層接着工程と、により積層光学機能素子シートを形成することを特徴とする積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２１】
２．前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、前記光学機能素子の外周に形成された嵌合部であり、前記嵌合部は前記光学機能素子の形成時に一体で形成されることを特徴とする前記１に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２２】
３．前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、環状の突起で形成された嵌合部であり、前記嵌合部は一方の内形と他方の外形で嵌合することを特徴とする前記１に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２３】
４．前記第１ベースフィルムの一方面、または他方面、もしくは第２ベースフィルムの少なくとも一方の面への光学機能素子の形成が、紫外線硬化型樹脂をロール型に供給し、該樹脂を紫外線で硬化させることにより行われることを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２４】
５．前記第１ベースフィルムの一方面、または他方面、もしくは第２ベースフィルムの少なくとも一方の面への光学機能素子の形成が、熱硬化型樹脂をロール型に供給し、該樹脂を加熱によって硬化させることにより行われることを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２５】
６．前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートの接着は、形成した光学機能素子を半硬化状態として積層し、その後硬化を完了させることを特徴とする前記４または５に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２６】
７．光学機能素子の成形に用いる紫外線硬化樹脂として光重合開始剤と熱重合開始剤とを配合したものを用い、紫外線照射により半硬化させ、積層接着時に加熱により硬化を完了させて接着することを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２７】
８．光学機能素子の成形に用いる紫外線硬化樹脂として遅延硬化性の紫外線硬化樹脂を用いることを特徴とする前記４に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２８】
９．前記第１ロール型と前記第３ロール型とが位置検出用マークを形成する型部を有し、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークを検出して、前記第１ベースフィルムの一方面と他方面に形成された光学機能素子の位置合わせを行うとともに、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークと前記第３ロール型で形成された位置検出用マーク位置検出用マークとを検出することにより前記第１ベースフィルム上に形成された光学機能素子と前記第２ベースフィルム上に形成された光学機能素子との位置合わせを行うことを特徴とする前記１から８のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シートの連続形成方法。【００２９】
１０．第１ベースフィルム供給部と、
複数の光学機能素子の型を有する第１ロール型を用い、前記第１ベースフィルム供給部から供給される第１ベースフィルムの一方面に複数の光学機能素子を成型、成形もしくは印刷する第１光学機能素子形成部と、
複数の光学機能素子の型を有する第２ロール型を用い、前記第１ベースフィルム供給部から供給される第１ベースフィルムの他方面に複数の光学機能素子を成型、成形もしくは印刷して第１光学機能素子シートを形成する第２光学機能素子形成部と、
第２ベースフィルム供給部と、
複数の光学機能素子の型を有する第３ロール型を用い、前記第２ベースフィルム供給部から供給される第２ベースフィルムの一方面に複数の光学機能素子を成型、成形もしくは印刷して第２光学機能素子シートを形成する第３光学機能素子形成部と、
前記第１光学機能素子形成部と前記第２光学機能素子形成部とで表裏両面に光学機能素子を形成された前記第１光学機能素子シートと、前記第３光学機能素子形成部で光学機能素子を形成された第２光学機能素子シートとを積層接着させて積層光学機能素子シートを形成する積層接着部と、を有することを特徴とする積層光学機能素子シート形成装置。【００３０】
１１．前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、前記光学機能素子の外周に形成された嵌合部であり、前記嵌合部は前記光学機能素子と一体で形成されていることを特徴とする前記１０に記載の積層光学機能素子シート形成装置。【００３１】
１２．前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートが積層時に当接する当接部は、環状の突起で形成された嵌合部であり、前記嵌合部は一方の内形と他方の外形で嵌合させていることを特徴とする前記１０に記載の積層光学機能素子シート形成装置。【００３２】
１３．前記第１光学機能素子形成部、前記第２光学機能素子形成部または前記第３光学機能素子形成部が、紫外線硬化型樹脂を前記第１ロール型、前記第２ロール型または前記第３ロール型に供給し、該樹脂を紫外線で硬化させることにより行われることを特徴とする前記１０から１２のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シート形成装置。【００３３】
１４．前記第１ベースフィルムの一方面、または他方面、もしくは第２ベースフィルムの少なくとも一方の面への光学機能素子の形成が、熱硬化型樹脂をロール型に供給し、該樹脂を加熱によって硬化させることにより行われることを特徴とする前記１０から１２のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シート形成装置。【００３４】
１５．前記第１光学機能素子シートと前記第２光学機能素子シートの接着は、形成した光学機能素子を半硬化状態として積層し、その後硬化を完了させることを特徴とする前記１３または１４に記載の積層光学機能素子シート形成装置。【００３５】
１６．前記第１ロール型と前記第３ロール型とが位置検出用マークを形成する型部を有し、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークを検出して、前記第１ベースフィルムの一方面と他方面に形成された光学機能素子の位置合わせを行うとともに、前記第１ロール型で形成された位置検出用マークと前記第３ロール型で形成された位置検出用マークとを検出することにより前記第１ベースフィルム上に形成された光学機能素子と前記第２ベースフィルム上に形成された光学機能素子との位置合わせを行うことを特徴とする前記１０から１５のいずれか１項に記載の積層光学機能素子シート形成装置。【００３６】
１７．前記第１ロール型、前記第２ロール型及び前記第３ロール型のうち、少なくとも１つは、転写面が紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂で母材となる円筒状のロール表面に形成されていることを特徴とする前記１０に記載の積層光学機能素子シート形成装置。
【発明の効果】
【００３７】
以上の本発明によれば、第１ベースフィルムの表面に光学機能素子を形成し、続いて裏面に光学機能素子を形成して第１光学機能素子シートを形成し、一方、第２ベースフィルムの少なくとも一方の面に光学機能素子を形成して第２光学機能素子シートを形成し、第１と第２の光学機能素子シートを積層して積層光学機能素子シートを作成することで３面以上の積層光学機能素子を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態の積層光学機能素子シート形成装置を示す模式図である。
【図２】本発明に用いられる搬送ローラを示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態で形成される積層光学機能素子を示す模式図である。
【図４】本発明に用いるロール型を展開して示した模式図である。
【図５】第２の実施形態で形成される積層光学機能素子シートを示す模式図である。
【図６】本実施の形態に係る光学機能素子シート形成装置に用いられるに好適なロール型の製造工程を示す断面模式図である。
【図７】本実施の形態に係る光学機能素子シート形成装置に用いられるに好適なロール型の製造工程を示す断面模式図である。
【図８】ロール型の製造の際の構成例を示す斜視図である。
【図９】第１の実施の形態で示した積層光学機能素子シート形成装置の第１光学機能素子シート形成工程のその他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の積層光学機能素子シート形成装置を示す概略図である。この積層光学機能素子シート形成装置は、大略、第１ベースフィルムＦＡの表裏両面に光学機能素子を形成する第１光学機能素子シート形成工程と、第２ベースフィルムＦＢの表裏両面に光学機能素子を形成する第２光学機能素子シート形成工程と、両工程で形成された第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートとを積層接着する積層接着工程とによって積層光学機能素子シートを形成する。第１光学機能素子シート形成工程と第２光学機能素子シート形成工程とは同時進行して光学機能素子シートを積層接着工程に供給する。
【００４０】
図１において、第１光学機能素子シート形成工程の構成としては、第１ベースフィルム供給ローラ１Ａから供給される第１ベースフィルムＦＡの搬送路に順に、搬送ローラ対２Ａ、第１表面成形ロール型３Ａ、第１表面成形ロール型３Ａの上流側と第１ベースフィルムＦＡとの間に紫外線硬化樹脂を供給する紫外線硬化樹脂供給部４Ａ、搬送ローラ対５Ａ、搬送ローラ対６Ａ、表裏位置合わせ用マーク検出部７Ａ、第１裏面成形ロール型８Ａ、第１裏面成形ロール型８Ａの上流側とベースフィルムＦＡとの間に紫外線硬化樹脂を供給する紫外線硬化樹脂供給部９Ａ、搬送ローラ対１０Ａが配置される。
【００４１】
そして、第１表面成形ロール型３Ａに対向する位置には、紫外線照射ランプＵＶ１Ａ、ＵＶ２Ａが、搬送ローラ対５Ａと搬送ローラ対６Ａの間の搬送路に対向する位置には、紫外線照射ランプＵＶ３Ａ、ＵＶ４Ａが配置され、第１表面成形ロール型３Ａと第１ベースフィルムＦＡとの間に供給された紫外線硬化樹脂を硬化させる。
【００４２】
同様に、第１裏面成形ロール型８Ａと第１ベースフィルムＦＡとの間に供給された紫外線硬化樹脂を硬化させるため、第１裏面成形ロール型８Ａに対向する位置には、紫外線照射ランプＵＶ５Ａ、ＵＶ６Ａが、搬送ローラ対１０Ａの下流の搬送路に対向する位置には、紫外線照射ランプＵＶ７Ａ、ＵＶ８Ａが配置される。
【００４３】
第２光学機能素子シート形成工程の構成も同様であり、第２ベースフィルム供給ローラ１Ｂから供給される第２ベースフィルムＦＢの搬送路に順に、搬送ローラ対２Ｂ、第２表面成形ロール型３Ｂ、第２表面成形ロール型３Ｂの上流側と第２ベースフィルムＦＢとの間に紫外線硬化樹脂を供給する紫外線硬化樹脂供給部４Ｂ、搬送ローラ対５Ｂ、搬送ローラ対６Ｂ、表裏位置合わせ用マーク検出部７Ｂ、第２裏面成形ロール型８Ｂ、第２裏面成形ロール型８Ｂの上流側とベースフィルムＦＢとの間に紫外線硬化樹脂を供給する紫外線硬化樹脂供給部９Ｂ、搬送ローラ対１０Ｂが配置される。
【００４４】
そして、第２表面成形ロール型３Ｂと第２ベースフィルムＦＢとの間に供給された紫外線硬化樹脂を硬化させるため、第２表面成形ロール型３Ｂに対向する位置に、紫外線照射ランプＵＶ１Ｂ、ＵＶ２Ｂが、搬送ローラ対５Ｂと搬送ローラ対６Ｂの間の搬送路に対向する位置に、紫外線照射ランプＵＶ３Ｂ、ＵＶ４Ｂが配置され、第２裏面成形ロール型８Ｂと第２ベースフィルムＦＢとの間に供給された紫外線硬化樹脂を硬化させるため、第２裏面成形ロール型８Ｂに対向する位置に、紫外線照射ランプＵＶ５Ｂ、ＵＶ６Ｂが、搬送ローラ対１０Ｂの下流の搬送路に対向する位置には、紫外線照射ランプＵＶ７Ｂ、ＵＶ８Ｂが配置される。
【００４５】
紫外線照射ランプＵＶ７Ｂ、ＵＶ８Ｂのさらに下流には、搬送ローラ１１Ｂ、及び後述するシート速度変更のための搬送ローラ１２Ｂ、位置可変の搬送ローラ１３Ｂ、搬送ローラ１４Ｂが配置され、その下流で積層接着工程に向かう。
【００４６】
第１光学機能素子シート形成工程で形成された第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シート形成工程で形成された第２光学機能素子シートは、積層接着工程で合流し、積層接着される。
【００４７】
積層接着工程の構成としては、合流した第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートを搬送する搬送ローラ対２１、接着を完了させるための加熱源を内蔵する加熱ローラ２２、スペーサーシート供給ローラ２３から供給されるスペーサーシートＳを積層光学機能素子シートに挟みこんで搬送する搬送ローラ２４とバックアップローラ２５を有し、最後に積層光学機能素子シートは成形品ローラ２６に巻きつけられる。
【００４８】
また、積層接着工程で合流する前の第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートの搬送路に、積層位置合わせ用マーク検出部２７Ａと積層位置合わせ用マーク検出部２７Ｂが設けられている。積層位置合わせ用マーク検出部２７Ａ、２７Ｂが検出するマークは、表裏位置合わせ用のマークを兼用して用いることができるが、別途のマークを形成するようにしても良い。位置合わせ方法については後述する。
【００４９】
上述の表面成形ロール型３Ａ、３Ｂ、および裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂの周面には、形成すべき光学機能素子の型がマトリックス状に形成されており、また、それぞれの内部にはヒータが設けられ、紫外線硬化樹脂の温度を一定に管理するように構成される。
【００５０】
図１において、搬送ローラ対５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂのうち光学機能素子形成側のローラ、および搬送ローラ対１０Ａ、１０Ｂ、２１、搬送ローラ１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、２４は、形成された光学機能素子と接するので、光学機能素子を傷つけないゴムローラなどを用いることができるが、より好適には、光学機能素子には接触せず、光学機能素子の間の部分に接触するローラが良い。
【００５１】
図２はこのようなローラを示すもので、図２（ａ）は、周方向に溝が形成され光学機能素子形成部分が溝の中に入る構造の溝付きローラを、図２（ｂ）は、光学機能素子形成部分に対応した窪みが周面にマトリックス状に形成された窪み付きローラを示している。図１において、二重丸で示している搬送ローラは、この溝付きローラまたは窪み付きローラを採用する部分である。
【００５２】
図３は、本発明で形成された積層光学機能素子の一例を示す模式図であり、中央に積層光学機能素子の一例である積層レンズの断面を示し、上方と下方に積層接着用の嵌合部を示す平面図を記載している。
【００５３】
積層レンズは、第１ベースフィルムＦＡの表裏に形成された第１レンズＬ１および第２レンズＬ２と、第２ベースフィルムＦＢの表裏に形成された第３レンズＬ３および第４レンズＬ４とを積層した構造である。
【００５４】
第２レンズＬ２の外周には積層接着用の嵌合部ＰＡが形成されており、第２レンズＬ２と当接し接合される第３レンズＬ３の外周にも積層接着用の嵌合部ＰＢが形成される。嵌合部ＰＡの外周の径は、嵌合部ＰＢの内周の径とほぼ同一に形成されており、積層接着工程において嵌合部ＰＡが嵌合部ＰＢに丁度嵌合することで光軸の一致した積層光学機能素子を形成する。
【００５５】
後述するように、第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートの位置合わせのため、第２光学機能素子シートのシート搬送速度を調整するが、これにより、両光学機能素子シート上の光学機能素子の位置は数ミクロンオーダーで調整され、最後に上記積層接着用の嵌合部ＰＡ、ＰＢの嵌合により正確に積層される。
【００５６】
第１光学機能素子シート形成工程と第２光学機能素子シート形成工程とで、それぞれ表面側と裏面側に形成される光学機能素子は、その光軸を一致させなければならない。この位置合わせのため、表面成形ロール型３Ａ、３Ｂで形成される光学機能素子シートの側部に位置合わせ用マークが光学機能素子形成時と同時に形成される。
【００５７】
表面成形ロール型３Ａ、３Ｂは、図４に展開して示すように、光学機能素子（ロール型３Ａはレンズと積層接着用の嵌合部、ロール型３Ｂはレンズ）を形成する部分の型がマトリックス状に配置されており、表面成形ロール型３Ａ、３Ｂの一方の側部に位置合わせ用のマークを形成するマーク形成用型部Ｍが形成されている。マーク形成用型部Ｍは、図の例では光学機能素子用の型の２列ごとに配置されるが、１列ごとでも、複数列ごとでも良い。また、検出の信頼性やベースフィルムの状況を詳細に見るために、マーク形成用型部Ｍはロール幅方向に１か所だけでなく、複数あっても良い。
【００５８】
図１において、表面成形ロール型３Ａ、３Ｂと裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂは、それぞれ別々の駆動源で駆動するよう構成されており、マーク検出部７Ａ、７Ｂで検出したマークの情報に基づき裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂの駆動源を制御して、表面側の光学機能素子と裏面側の光学機能素子の位置が一致するよう裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂの回転速度を制御する。
【００５９】
ここで、ベースフィルムＦＡ、ＦＢの搬送速度は一定であり、裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂの回転速度が変更されると、裏面成形ロール型８Ａ、８ＢがベースフィルムＦＡ、ＦＢに対してわずかにスリップして正しい光学機能素子形成位置に合わせられる。このときのスリップ量は非常にわずかであるので、光学機能素子形成には支障を与えない。また、この制御を行う制御手段は図示していないが、公知の速度制御の構成を用いることができる。
【００６０】
マーク検出部７Ａ、７Ｂは、光源とセンサーとからなるが、発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、位置ズレはミクロンオーダーであるので、マーク検出部７Ａ、７Ｂもサブミクロンオーダーの解像度でマークを検出できるものを用いる。
【００６１】
なお、上述の説明では、ロール型は精密に作製され、軸の偏心やロール形状の偏りは無いものとしているが、これら偏心、偏りをまったくゼロにすることは難しく、また、形成する光学機能素子が小さいほど、これらの影響は大きくなる。そのため、事前にロール型の軸偏心とロール形状を計測し、計測値を記憶しておいて、速度補正を行う際に記憶された偏心計測値およびロール形状計測値を用いて修正を加えるようにすればよい。このとき、裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂの回転位置情報が必要となるので、裏面成形ロール型８Ａ、８Ｂにマークを付けてこれを計測するか、あるいは、軸にロータリエンコーダを設けて回転位置情報を得るようにすれば良い。
【００６２】
続いて、第１光学機能素子シートと第２光学機能素子シートとを積層する際、両光学機能素子シートの位置合わせする方法を説明する。位置合わせは、図１において、第１光学機能素子シート側の搬送速度は一定に保ち、これに対して、第２光学機能素子シートの搬送速度を変更することで行う。第２光学機能素子シートの搬送速度の変更は、図１の構成で、積層位置合わせ用マーク検出部２７Ａ、２７Ｂが検出した位置情報に基づいて、搬送ローラ１３Ｂを移動させるよう制御する。
【００６３】
即ち、搬送ローラ１２Ｂの上流側のベースフィルムＦの搬送速度がＶのとき、搬送ローラ１３Ｂが正、または負の方向に速度ｖで移動されると、下流側のベースフィルムＦの搬送速度はＶ±２ｖとなり、これによって第２光学機能素子シートの位置が第１光学機能素子シートと合致するよう補正できるのである。なお、搬送ローラ１３Ｂを位置可変に保持・移動させる構成は、公知の構成を用いることができる。
【００６４】
次に、以上の構成の積層光学機能素子シート形成装置を用いて積層光学機能素子シートを形成する方法を説明する。
【００６５】
図１でベースフィルムＦＡ、ＦＢ、およびスペーサーシートＳが張り渡された状態で装置を作動させ、紫外線硬化樹脂をそれぞれのロール型に供給して光学機能素子を形成して行くのであるが、ここで、第１光学機能素子シート形成工程と第２光学機能素子シート形成工程の内の少なくとも互いに向かい合う側の光学機能素子の形成では、紫外線硬化樹脂の硬化を半硬化状態にとどめる。半硬化状態にするには、紫外線照射ランプの照射量を調整することで行う。
【００６６】
半硬化状態の光学機能素子シートが積層接着工程に進み、両光学機能素子シートが積層される段階で、加熱源を内蔵する加熱ローラ２２によって硬化を促進し本硬化させ、この硬化により接着を行う。上述したように、両光学機能素子シートはそれぞれの積層接着用の嵌合部を有し、この嵌合部が互いに嵌合することにより位置合わせされるとともに、嵌合部の接触面が本硬化により互いに接着されるのである。
【００６７】
上記の説明では、紫外線硬化樹脂を半硬化状態にするには、紫外線照射ランプの照射量を調整するとしたが、別法として、紫外線硬化樹脂に遅延硬化型のものを用いることもできる。特に第２光学機能素子シート形成工程の搬送距離は第１光学機能素子シート形成工程より長いので遅延硬化型の樹脂は好適である。このような樹脂としては、例えば光カチオン重合の反応速度を制御することで紫外線硬化後もすぐには硬化せず徐々に硬化が進むものが知られている。
【００６８】
さらに、紫外線硬化と熱硬化の両方の特性を持った樹脂を用いて紫外線で半硬化させ、加熱で本硬化させる、あるいは加熱で半硬化させ、紫外線照射で本硬化させることもできる。硬化樹脂は、一般的にモノマー、オリゴマー、重合開始剤と添加剤で構成されるが、重合開始剤として紫外線重合開始剤と熱重合開始剤を配合すれば良い。
【００６９】
さらにまた、硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用いることもできる。熱硬化性樹脂を半硬化とするには、形成時の加熱温度をやや低目に設定するか、加熱時間を短くすることで達成でき、この半硬化状態の樹脂を積層後に本硬化する条件で加熱して互いに接着すれば良い。
【００７０】
光学機能素子を形成する材料としての紫外線硬化樹脂は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、不飽和酸ポリエステルなど、光学機能素子の性能に合わせて適宜選択できる。熱硬化性樹脂としては、ジエチレングリコールジアリルカーボネート、シロキサニルメタクリレートなどを用いることができる。さらに、可視光や電子線などのエネルギー線硬化樹脂を用いてもよい。
【００７１】
また、紫外線照射ランプとしては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどを用いることができ、さらに近年開発されたＬＥＤ方式の紫外線照射ランプを用いることもできる。
【００７２】
なお、両光学機能素子シートの接着は硬化性樹脂の本硬化で行うと説明したが、接着剤を併用することもできる。例えば、搬送ローラ対１０Ａの下流で、紫外線照射ランプＵＶ７Ａ、ＵＶ８Ａの反対側に接着剤のコーターを配置し、積層接着用の嵌合部の最頂面に接着剤を塗布すれば良い。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態で形成する積層光学機能素子シートは、図５に示すように、透明のベースフィルムＦＡ′の表面に集光レンズＬＬを、裏面にベースフィルムＦＢ′と嵌合させるための嵌合部ＰＡ′を形成しており、一方、白色の反射シートであるベースフィルムＦＢ′は、この表面側にベースフィルムＦＡ′と嵌合させるための嵌合部ＰＢ′を形成している。ベースフィルムＦＢ′の表面には後述する発光体ＬＥに給電するための電極ＥＰがあらかじめ形成されており、この電極の上の所定位置に嵌合部ＰＢ′が形成される。
【００７４】
嵌合部ＰＡ′と嵌合部ＰＢ′は環状の突起であり、嵌合部ＰＡ′の内径が嵌合部ＰＢ′の外径とほぼ一致するように形成され、両者を当接、嵌合させてベースフィルムＦＡ′とベースフィルムＦＢ′を積層接着する。
【００７５】
嵌合部ＰＢ′の中には発光体ＬＥが形成される。発光体ＬＥは、電極ＥＰの上に導電性接着剤ＥＡにて発光ダイオードＬＥＤを接着し、その上に蛍光塗料ＦＬを塗布固着したものである。発光ダイオードＬＥＤは、そのカソードとアノードに電極ＥＰから給電することにより発光する。例えば、発光ダイオードＬＥＤとして青色発光ダイオードを用い、蛍光塗料としてＹＡＧ系の蛍光体を用いると、蛍光として得られた赤から緑に渡る光と蛍光塗料を透過してきた青色が混ざり合って、白色の発光を得ることが出来る。
【００７６】
図５の積層光学機能素子シートが完成すると、二点鎖線で示す位置で切断して個別の発光体とする。この発光体は、発光体ＬＥの発した光を集光レンズＬＬで集光して指向性の強い光を発することができる。また、発光体ＬＥの裏側から出た光は、ベースフィルムＦＢ′で白色散乱され、集光レンズＬＬの方に拡散反射して射出光束の光量増加に寄与する。
【００７７】
なお、図５の実施形態ではベースフィルムＦＢ′の裏面側には光学機能素子を形成していないが、必要に応じて他の光学機能素子を形成することもできる。例えば、ベースフィルムＦＢ′を透明シートにして、その裏面側に再帰性反射素子を形成するなどが可能である。
【００７８】
ベースフィルムの材料としては、プラスチックやガラスシートを用いることができる。また、嵌合部ＰＡ′ＰＢ′の材料もプラスチックであっても良く、低融点の封止用ガラスでもよい。低融点の封止用ガラスを用いる場合は、混濁液の高粘度スラリーか粘土状としてベースフィルム上に塗布し、これにロール型を押し付けて成形、成型、もしくは印刷により型を転写し、積層後に加熱して固化させる。
【００７９】
以上の第２の実施形態の積層光学機能素子シートを形成する工程について説明するに、形成の工程としては、第１の実施形態を多少変更すれば良いので、図１を参照しながら説明する。
【００８０】
まず、第１ベースフィルムＦＡ′の表裏両面に光学機能素子を形成する第１光学機能素子シート形成工程は第１の実施形態と同様で良い。そして、第１表面成形ロール型３Ａを嵌合部ＰＡ′を形成する型とし、第１裏面成形ロール型８Ａを集光レンズＬＬを成形する型とする。
【００８１】
一方、第２光学機能素子シート形成工程としては、第２裏面成形ロール型８Ｂのみを用いるので、第２表面成形ロール型３Ｂを用いる工程は省略する。そして、第２ベースフィルムＦＢ′として白色シートであってその表面に図５に示す電極ＥＰをあらかじめ作成したものを用いる。この第２ベースフィルムＦＢ′上に第２裏面成形ロール型８Ｂにて嵌合部ＰＢ′を成形する。
【００８２】
嵌合部ＰＢ′の成形後の水平搬送路の部分に、あらかじめ作成した発光体ＬＥをチップオンする産業用ロボットを設置して夫々の嵌合部ＰＢ′の中に発光体ＬＥを乗せていく。発光体ＬＥをチップオンする前にその底部の２箇所に導電性接着剤ＥＡを付け、これを嵌合部ＰＢ′に押し付けることで接着する。前記産業用ロボットは、半導体基板製造分野などで広く使われており、本発明の第２の実施形態を実施するに当たって必要な修正を施して使用すれば良い。
【００８３】
以上の第１光学機能素子シート形成工程と第２光学機能素子シート形成工程を同時進行させ、積層接着工程にて２つのベースフィルム上に形成された嵌合部ＰＡ′ＰＢ′を嵌合接着するのである。
【００８４】
先に説明したように、本発明においては、光学機能素子としてレンズ以外にも種々の形態の光学機能素子を形成することができ、また、その形成方法も「成型」「成形」「印刷」を用いることができる。
【００８５】
上述の実施の形態は「成形」であるが、「成型」の場合は、樹脂を加熱して軟化させ、ロール型に注入し、加熱及び加圧によって成型する。また、「印刷」の場合は、ロール型を凹版とし、型の凹部にインクを入れ、ベースフィルムに押圧して転写する。そして、このような形成方法を表面側と裏面側とで異なる方法を用いることができるのも勿論である。
【００８６】
なお、上述の実施の形態におけるロール型とは、外周面の転写部が金属で形成されたものに限るものでなく、円筒状の母材の外周面に樹脂製の転写面が形成されたものを含むものである。
【００８７】
上記の実施の形態に用いられるロール型としては、外周面の転写部にアルミニウム、黄銅、鋼等の金属や、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の樹脂が用いられ、切削加工やＮｉ電鋳法等で形状を形成するものが知られている。しかしながら、切削加工やＮｉ電鋳法によりロール型の全面に生成するには、多大な加工時間を要する問題がある。また、レンズ面の転写に用いる場合、ロール面上に形成する面は非回転対称形状となる。すなわち、ロール面上では回転軸方向と円周方向で異なる複雑な自由曲面形状となり、機械加工では５軸以上の自由度を有し軸精度が１ｎｍ程度の非常に高精度で高価な加工機を要するという問題もある。
【００８８】
以下、これらの問題を解消し、本実施の形態に係る光学機能素子シート形成装置に用いられるに好適なロール型の製造方法及びロール型について説明する。
【００８９】
図６及び図７は、本実施の形態に係る光学機能素子シート形成装置に用いられるに好適なロール型の製造工程を示す断面模式図である。
【００９０】
まず、図６（ａ）に示すような、平面型１２０を作成する。この平面型１２０は、平面の型用材料に、成形するべき所望の光学面に対応する形状が形成されたものである。同図では、光学面が凹レンズとなる形状の凹部１２０ａが、所定の間隔で２次元的に形成された状態を示している。この平面型の加工は、平面の型用材料を所定間隔で送りつつ、各位置で旋削等の機械加工によって行うことができる。また、成形する所望の面形状に対応した形状を平面上に形成するため、ロールの円筒形状表面に非回転対称の自由曲面を形成する場合と異なり、光学面形状が回転対称であり、このため、加工を短時間で行うことができ、また加工形状の修正加工も容易となる。
【００９１】
次いで、図６（ｂ）に示すように、平面型１２０に溶融したエネルギー硬化性樹脂１３０を滴下する。なお、本願で言う滴下とは、塗布等も含むものである。また、エネルギー硬化性樹脂とは、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等のいずれかを指すものである。
【００９２】
なお、平面型１２０を加工した後、平面型１２０にエネルギー硬化性樹脂１３０を滴下する工程の前に、平面型１２０に離型処理を施すことが望ましい。離型処理を施すことにより、後述のロール型の母材にエネルギー硬化性樹脂を付着させる際の、エネルギー硬化性樹脂と平面型との離型性が向上する。
【００９３】
次いで、図６（ｃ）に示すように、円筒状のロール型の母材１１０を、平面型１２０の一方の端部に載置し、図６（ｄ）に示すように図示左方向に転動させる。
【００９４】
なお、母材１１０の表面には、ＳｉＯ２コートを施した後、シランカップリング処理が施されていることが望ましい。ＳｉＯ２コートは、例えば蒸着や大気圧プラズマによる薄膜形成法を用いてもよいし、ポリシラザン等の溶融溶媒を塗布して乾燥・焼結させることで形成しても良い。このＳｉＯ２コート上にシランカップリング剤が塗布される。シランカップリング剤はＳｉ−ＯＨ基を有しており、母材表面のＳｉＯ２層に対して脱水縮合反応により強固なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を作ると同時に、樹脂側に対してはＣＨ基を有しているので、樹脂の炭化水素と容易に結合して強い結合を発揮する。かように、シランカップリング剤はＳｉＯ２と樹脂の中間層として、両方に強力に結合することによって、樹脂材料の母材との密着性を向上し、転動による転写形状の形成時に、平面型からのエネルギー硬化性樹脂の離型を促進する。
【００９５】
このようにすることで、ロール型の母材１１０にエネルギー硬化性樹脂が付着した際の密着性を向上させることができる。
【００９６】
また、このときエネルギー硬化性樹脂１３０を硬化させるための硬化エネルギーを硬化エネルギー供給部１４０から供給する。この硬化エネルギーの供給は、母材１１０と平面型１２０が最も近接した部分に、図示のようにエネルギー硬化性樹脂１３０が平面型１２０から剥がれた際の外面側となる方向から集中的に供給される。この硬化させるためのエネルギーとしては、エネルギー硬化性樹脂１３０が紫外線硬化型樹脂である場合は例えば化学反応用ケミカルランプや水銀ランプ等による紫外光が用いられ、エネルギー硬化性樹脂１３０が熱硬化型樹脂である場合は例えばＹＡＧレーザやＣＯ２（炭酸ガス）レーザ等による赤外光が用いられる。また、図示では硬化エネルギー供給部１４０が固定されたものを示しているが、母材１１０の転動に伴って移動させるよう構成してもよい。
【００９７】
このように、エネルギー硬化性樹脂１３０に硬化エネルギーを供給しつつ、母材１１０を平面型１２０の上で転動させることで、図６（ｄ）に示すように、平面型１２０上に滴下されたエネルギー硬化性樹脂１３０が母材１１０の外周に付着し巻き付きつつ硬化する。これにより、円筒状の母材の外周面に樹脂製の転写面Ｔ１を形成することができる。
【００９８】
次いで、図７（ａ）に示すように、必要に応じ離型処理が施された同じ平面型１２０を用い、同様にエネルギー硬化性樹脂１３０を滴下し、母材１１０のうち、転写面が未形成の部位を平面型１２０の一方の端部に載置し、同様に図示左方向に転動させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、平面型１２０上に滴下されたエネルギー硬化性樹脂１３０が母材１１０の転写面が未形成の面に巻き付きつつ硬化し、転写面Ｔ１と同様の転写面Ｔ２が形成される。
【００９９】
このようにして、母材１１０の円周方向全周に樹脂製の転写面が形成される。
【０１００】
図８は、ロール型の製造の際の構成例を示す斜視図である。
【０１０１】
図８に示すように、平面型１２０には、母材１１０に形成すべき転写面の一部に相当する領域のみに光学面形状である凹部１２０ａが、所定の間隔で２次元的に形成されている。この領域にエネルギー硬化性樹脂を滴下し、平面型１２０上で母材１１０を転がして、母材の外周面の一部にエネルギー硬化性樹脂１３０による転写面を形成する。図６及び図７で示したように、この動作を繰り返して、母材１１０の円周方向全周に樹脂製の転写面Ｔが形成される。
【０１０２】
平面型１２０には、図示のように段差が形成されている。母材１１０の軸方向については、形成された転写面が、平面型１２０と干渉しない程度上方に移動させた後、母材１１０と平面型１２０を相対的に軸方向にずらして、再度設置し、転写面が未形成の部分に同様に転写面を形成することができる。これにより、母材１１０に既に形成された転写面と平面型１２０との干渉を回避しつつ、母材１１０の外周の所望の領域全面に転写面Ｔを形成することができる。
【０１０３】
また、このようにして母材１１０に形成された転写面Ｔの表面には、硬化膜を形成しておくことが望ましい。転写面Ｔに硬化膜を形成することで、転写面Ｔの型としての寿命を長くすることができる。硬化膜としては、例えばイオンプレーティング等でＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）等の硬度の高い薄膜を付着させる。
【０１０４】
なお、本例では、円周方向を２分割して、円周方向全周に転写面を形成するもので説明したが、これに限るものでなく、全周を３分割以上に分割して転写面を形成するものであってもよい。軸方向についても同様である。
【０１０５】
すなわち、成形する光学面形状に対応した形状を平面型に形成し、母材に付着しつつ硬化させるよう構成することで、円筒上に複雑な自由曲面の転写面を加工する必要がなくなり、平面時回転対称の形状を巻き付かせることで複雑な自由曲面となして、ロール面上に容易に形成することが可能となる。このことは、成形する光学面形状が非球面である場合、特に有効である。
【０１０６】
さらに、母材に形成する転写面の形成に際し、円筒面全面に亘る加工を行う必要がなく、ロール型に形成すべき転写面の一部に相当する領域を平面型に形成するだけでよく、平面型の加工時間を短縮することが可能となる。平面型から転動によってロール型を形成する工程において、ロール型の回転精度や軸方向にずらす動作は、汎用の工作機械を用いても１〜２μｍ程度の精度で実現でき、高価な加工機による煩雑な手順は不要となる。また、この平面型は、ロール面上に転写面を形成する際に複数回使用することができることから、平面型の加工時間を数１０分の１に大幅に短縮することが可能となる。
【０１０７】
以上のような製造方法で、第１表面成形ロール型３Ａ、第２表面成形ロール型３Ｂ、第１裏面成形ロール型８Ａ、第２裏面成形ロール型８Ｂを製造すれば、母材１１０の外周面に形成する転写面の転写形状に関わらず、高精度な転写形状を容易に形成できる。
【０１０８】
図９は、第１の実施の形態で示した積層光学機能素子シート形成装置の第１光学機能素子シート形成工程のその他の例を示す概略図である。
【０１０９】
図９において、第１ベースフィルムＦＡは第１ベースフィルム供給ローラ１Ａに巻きつけられており、矢印のように引き出される。第１ベースフィルムＦＡの搬送路には、順に、搬送ローラ対２Ａ、水平方向に対向配置される第１表面成形ロール型３Ａと第１裏面成形ロール型８Ａ、第１表面成形ロール型３Ａの上流側と第１ベースフィルムＦＡとの間で紫外線硬化樹脂を供給する紫外線硬化樹脂供給部４Ａ、第１裏面成形ロール型８Ａの上流側と第１ベースフィルムＦＡとの間で紫外線硬化樹脂を供給する紫外線硬化樹脂供給部９Ａ、搬送ローラ対５Ａ、搬送ローラ対６Ａが配置されている。
【０１１０】
第１表面成形ロール型３Ａ、および第１裏面成形ロール型８Ａの内部にはヒータが設けられ、紫外線硬化樹脂の温度を一定に管理するように構成される。
【０１１１】
第１表面成形ロール型３Ａおよび第１裏面成形ロール型８Ａと第１ベースフィルムＦＡとの間に供給された紫外線硬化樹脂は、搬送路の両側に配置される紫外線照射ランプＵＶ１Ａ、ＵＶ２Ａ、ＵＶ３Ａ、ＵＶ４Ａ、ＵＶ５Ａ、ＵＶ６Ａ、ＵＶ７Ａ、ＵＶ８Ａで照射され硬化される。
【０１１２】
ここで、第１表面成形ロール型３Ａと第１裏面成形ロール型８Ａ、搬送ローラ対５Ａ、搬送ローラ対６Ａは、それぞれの対が水平方向に対向配置されるとともに、順次鉛直方向に並べられている。またこれらの周速度はすべて一定速度で駆動されている。
【０１１３】
第１表面成形ロール型３Ａと第１裏面成形ロール型８Ａとは、形成開始前にその間隔、金型同士の縦方向（周方向）、横方向（軸方向）の位置を正確に調整される。この調整によって、表裏に形成される光学素子がずれることなく形成できる。
【０１１４】
図９において、搬送ローラ対５Ａ、６Ａは、光学素子には接触せず光学素子の間の部分に接触する図２に示すようなローラが良い。図９において、二重丸で示している搬送ローラは、この溝付きローラまたは窪み付きローラを採用する部分である。
【０１１５】
このように光学素子には接触せず光学素子の間の部分に接触する搬送ローラ対を用いて光学素子シートを挟み込み、鉛直方向に搬送することにより、第１ベースフィルムＦＡ上で徐々に硬化する光学素子シートはその重みと搬送ローラ対の搬送力による張力がかかるので反りは発生することなく硬化させることができる。
【０１１６】
第１表面成形ロール型３Ａと第１裏面成形ロール型８Ａから搬送ローラ対６Ａまでの鉛直方向の距離は、樹脂が完全に硬化するまでの距離以上とする。この距離は、使用する樹脂材料や形成する光学素子の大きさなどに依存するが、おおむね３ｍ以上である。
【０１１７】
なお、上記の説明では、ロール金型は精密に作製され、軸の偏心やロール形状の偏りは無いものとしているが、これら偏心、偏りをまったくゼロにすることは難しく、レンズと絞りや両面にレンズを形成する場合などのように、表面と裏面の光学素子の偏心が問題になるものにおいては、これらの影響は大きくなる。この場合、事前に両ロール金型の軸偏心とロール形状を計測し、計測値を記憶しておいて、両ロール金型の速度を記憶された偏心計測値およびロール形状計測値を用いて補正するようにすればよい。このとき、両ロール金型の回転位置情報が必要となるので、図４に示すように表面成形ロール金型３と裏面成形ロール金型４にマークを付けてこれを計測するか、あるいは、軸にロータリエンコーダを設けて回転位置情報を得るようにすればよい。
【０１１８】
図９に示すように、第１光学機能素子シート形成工程において、第１表面成形ロール型３Ａと第１裏面成形ロール型８Ａを、第１ベースフィルムＦＡの表裏同位置に配して、同時に表面側の光学機能素子と裏面側の光学機能素子を成形するように構成することで、積層光学機能素子シート形成装置をよりコンパクトに構成することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１Ａ  第１ベースフィルム供給ローラ
１Ｂ  第２ベースフィルム供給ローラ
２Ａ、２Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、２１  搬送ローラ対
３Ａ  第１表面成形ロール型
３Ｂ  第２表面成形ロール型
８Ａ  第１裏面成形ロール型
８Ｂ  第２裏面成形ロール型
４Ａ、４Ｂ、９Ａ、９Ｂ  紫外線硬化樹脂供給部
７Ａ、７Ｂ  表裏位置合わせ用マーク検出部
１３Ｂ  位置可変の搬送ローラ
２２  加熱ローラ
２３  スペーサーシート供給ローラ
２４  搬送ローラ
２５バックアップローラ
２６  成形品ローラ
２７Ａ、２７Ｂ  積層位置合わせ用マーク検出部
１１０  母材
１２０  平面型
１２０ａ  凹部
１３０  エネルギー硬化性樹脂
１４０  硬化エネルギー供給部
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２  転写面
ＦＡ、ＦＡ′  第１ベースフィルム
ＦＢ、ＦＢ′  第２ベースフィルム
Ｓ  スペーサーシート
Ｍ  マーク形成用型部
ＵＶ１Ａ〜ＵＶ８Ａ、ＵＶ１Ｂ〜ＵＶ８Ｂ  紫外線照射ランプ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、ＬＬ  レンズ
ＰＡ、ＰＢ、ＰＡ′、ＰＢ′  嵌合部
ＬＥ  発光体
ＬＥＤ  発光ダイオード
ＥＰ  電極
ＥＡ  導電性接着剤
ＦＬ  蛍光体
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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